CN1135053C - 通信系统 - Google Patents
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Abstract
一种用于通过在基站与多个可操作移动站之间建立的多条虚拟无线通信链路传送数据分组的通信系统,这些通信链路具有可变的传输容量并且其中在多条通信链路或信道上在三种类型的控制数据分组内发送面向要求的数据传输的消息。所述控制数据分组包含根据其重要性分组的消息,这允许有效的差错处理。由于只发送必需的控制信息并且接收的控制数据分组的直接解码将是可能的而无需通过使用的通信模型较高层的迂回,所以通过将消息划分为组就进一步可以增加数据传输的灵活性与有效性。
Description
本发明涉及通信系统,而且本发明特别涉及一种用于通过在基站与多个可操作移动站之间建立的并具有可变传输容量的多条虚拟无线通信链路传送数据分组的通信系统。
用于传送数据与音频信息的无线通信网络的使用日益增长,无线通信网络能为移动站以及固定位置的终端站提供服务。在这样的网络中的数据传输通常利用多路复用技术来执行,其中通过单个传输信道传送多条通信链路。这样的传输信道例如可以是射频频带。无线通信网络的示例是移动通信网络,例如根据GSM标准的网络。
在采用多路复用技术的通信网络中,各个无线电信道划分为多个时帧,每一个时帧划分为多个时隙。每一个时隙现在能用于发送一条通信链路的数据,因为一个发送站将需要通过一条通信链路发送的数据放置在此时帧的特定时隙上。在接收站上,可以知道哪些时隙用于发送预定给此接收站的数据并且因而通过此通信链路发送的所有数据能在此接收站上进行恢复。例如,此接收站将在这些时隙上发送的短数据分段组合为连续的音频信号。
一般地,可以采用不同的技术来通过公用介质发送多条通信链路的数据。广泛使用的一种方法是固定分配传输帧的时隙给通信链路。这样的固定分配例如一般用于GSM系统中。
假定:例如,四条通信链路的数据将通过公用介质进行发送,此介质的每一个传输帧能划分为四个时隙,并且通过每个传输帧的第一时隙能建立第一通信链路,能通过第二时隙建立第二通信链路,而且类似地能通过第三与第四时隙建立其他的通信链路。
因而,使传输介质在固定时间点上可用于每一条通信链路。时隙固定分配给通信链路因而将预定与固定的容量分配给每一条通信链路。因此,对于一个通信链路而言,一般地可用于例如两个计算机之间的数据传输的信道容量,也同样地可用于语音信号与伴随的语音暂停的传输。然而,为了能够有效使用通信系统,希望使分配给通信链路的容量能适应将发送的实际的数据量要求。
用于分配时隙给通信链路的第二常用方法是使得能够适应通信链路的容量要求。这里,不再将通信信道的时隙重复与固定地分配给通信链路,而根据要发送的数据量动态地执行分配。
一种面向连接的多路复用交换技术是ATM(异步传送模式)。在ATM中,如果一个用户请求使用大带宽,属于通信链路的数据不需要周期性地在传输介质上进行传送,并且,根据要求来分配传输频带给用户将会变为可能而不会遇到问题。ATM组合分组交换网络与线路交换网络的优点。
ATM覆盖ISO-ISO参考模型的层1与层2的大部分。ISO(国际标准组织)的ISO参考模型描述用于开放系统(即,不依据标准的系统)与分布式系统之间的通信的协议分层。OSI参考模型的层1是物理层,层2是链路层。
在ATM传输中,所谓的预定长度的消息信元利用包含在标题中的地址信息作为传输单元进行发送。一般地,ATM信元包含有关虚连接(即,通信链路)的消息以及有关虚拟通信信道的信息,其中通信链路可以划分为多个虚信道。根据数据量,各个信道可以占用或多或少的时隙。
通过虚拟通信链路的数据的面向通信的传输最近已特别用于具有固定线路的通信网络中,例如用于LAN(局域网)中。
然而,希望将面向要求的数据传输的优点应用于无线通信网络中。但在此努力中表明,具有固定线路与面向要求传输(例如基于ATM交换)的通信网络中的数据速率与误码率不允许将这些技术容易地用于无线通信网络中。例如,用于固定网络中的数据传输的ATM分别提供155Mb/s与10e-14的典型数据速率与误码率。为了在移动通信网络中给固定网络的业务提供可变的通信链路容量,要求改变为无线信道(5MHz范围中的25MHz信道)的低信道容量(25Mb/s)与高误码率(10e-2)。
用于面向连接的交换技术的改变的规则例如规定在MAC(介质接入控制)协议中。MAC协议占用OSI参考模型的层2的子层。
MAC协议由在移动站与基站之间传送并用于确定传输介质的使用的许多消息组成。MAC协议能利用多路复用技术建立具有面向通信的传输容量的多条虚拟通信链路。MAC协议一般由用于发送上述消息的不同的协议数据单元组成。因此,MAC协议的有效性与灵活性和不同类型的协议数据单元(PDU)的定义紧密相连。
例如从1996年11月27-29日在西班牙Granada的移动电信高级会议上D.Petras、A.Kramling、Ahettich的文章“Design Principlesfor a MAC-protocal of an ATM air interface(用于ATM空中接口的MAC协议的设计原理)”中了解到用于无线面向要求的ATM通信的协议数据单元的定义。在此文件中,描述在被划分为上行链路与下行链路传输部分的传输帧中发送的四种类型的协议数据单元。这里,在上行链路传输部分中从移动站中发送数据给基站,而在下行链路传输部分中从基站发送数据给移动站。
用于下行链路传输的Sig-PDU包含用于后一传输帧的预留消息和例如用于控制接入预留给来自任意一个移动站的传输的时隙的另一控制信息。
用于下行链路传输的ATM-信元-PDU包含具有总长为55字节的LLC(逻辑链路控制)标题的ATM信元。
用于上行链路传输的Sig-PDU例如包含具有大致3字节长度的容量请求或确认。
在传输帧的上行链路部分中使用的ATM-信元-PDU包含ATM信元、LLC(逻辑链路控制)标题和具有总长为57字节的容量请求消息。
然而,由于数据传输不是有效的,所以四个协议数据单元中MAC(介质接入控制)协议消息的这种划分是有缺点的。如果有效负载数据的n个ATM信元将顺序地发送给移动站,则因为控制信息是每个ATM-信元-PDU的一部分而发送此控制信息n次。然而,在n个ATM信元的开头足以发送此控制信息一次。而且,一个上ATM-信元-PDU一般包含改变重要性并因而改变对差错的灵敏度的消息。因此,提供有效的纠错措施是困难的。
还有,从1996年11月在西班牙Granada的ACTS MobileCommunications上F.Bauchot、S.Decrauzat、G.Marmigere、L.Merakos与N.Passas的文章“MASCARA,a MAC-protocol forwireless ATM(MASCARA,用于无线ATM的MAC-协议)”中的第647-651页中了解到具有名称为MASCARA的MAC协议。此MASCARA协议定义信元序列的概念,其中发送属于同一虚连接并作为MAC-PDU(MPDU)的有效负载进行发送的连续的ATM信元。每个MPDU包括MPDU标题,其后为MPDU主体部分。即使MASCARA协议避免上述基于四种类型PDU的MAC协议的各种缺点,但此MASCARA协议不提供必需的灵活性来发送用于组织数据传输所需的短消息。
EP0755164A2描述用于无线ATM系统的一种多业务MAC协议,它允许恒定的比特率、可变的比特率和可利用的比特率业务。使用基于其中以综合方式调节业务的动态TDMA//TDM/TDD结构的MAC协议。上行链路与下行链路传输以时分双工方式使用同一帧。所使用的MAC帧格式提供包括前置码、同步序列、帧参数、子帧指针与全球监控信息的帧标题。此帧标题之后是从基站至远程站的控制与确认时隙和从基站至远程站的业务数据信元。接着,远程站发送控制分组、确认分组与业务数据信元给此基站。
1995年6月18-22日西雅图召开的Communications-Gateway toGlobalization.Proceedings of the Conference onCommunications(通信-走向全球化的通路,通信会议论文集)会议上Moore D等人的文章“Variable Rate Error Control For WirelessATM Networks(无线ATM网络的可变速率差错控制)”描述用于基于ATM的PCS网络中无线链路的差错控制策略。ATM信元的标题利用FEC码来保护以保证准确的传送与低的损耗率。变化的差错保护度可应用于ATM有效负载,以响应此有效负载的性质所定义的所要求的QoS。
因此,本发明的目的是提供一种能进行有效的面向要求的数据传输的通信系统。
此目的利用权利要求1的特征来实现。本发明的通信系统有益地提供在基站与多个可操作移动站之间通过具有可变传输容量的虚拟通信链路进行发送的几种类型的控制数据分组。与控制数据分组相关联地发送前向差错控制信号。用于第一类型的控制数据分组的前向差错控制信号呈现比用于第二类型的控制数据分组的前向差错控制信号大的冗余度,而且,用于第二类型的控制数据分组的前向差错控制信号呈现比用于第三类型的控制数据分组的差错控制信号大的冗余度。因而,利用差错控制也可以有效地寻址不同类型的控制数据分组的重要性。
有益地,控制数据分组的类型设计为包含面向要求的数据传输所必需的消息,这些消息根据其类型与重要性进行分类。因而,可以给纠错装置提供具有变化重要性的相应的控制数据分组,此纠错装置考虑所述重要性。纠错装置的引入允许对传输介质最低的物理层进行非常有效的前向差错控制。
还有,可以有益地根据其内容的重要性分配变化的传输容量用于控制数据分组的传输。因此,传输容量可以优选分配给第一类型的控制数据分组与第二类型的控制数据分组。
通过选择控制数据分组的内容,有益地利用小的开销实现高的传输效率。还有,控制数据分组的内容及其长度的选择允许发送用于控制虚拟通信链路的信息时高的灵活性与效率。
有益地,第二类型的控制数据分组可以包含分别用于控制虚拟通信链路或虚拟通信信道的不同类型的控制信息。因而,控制数据分组可以为了系统更高的灵活性与效率而保持为短。用于通过虚连接的数据传输的时隙可以进行预留或利用第二类型的控制数据分组中的时隙预留信号来表示。还有,用于通过虚链路建立通信的信号和/或用于保持通信链路的信号可以包括在其中。还有,第二类型的控制数据分组可以包含差错控制信号,此信号可以用于传送通过此虚链路发送的有效负载数据分组的正确性或不正确性。
有益地,第三类型的控制数据分组的长度可以是第二类型的控制数据分组长度的整数倍,从而进一步增加传输效率。
还有,利用控制数据分组的类型及其结构的定义,可以有益地直接执行控制数据分组的分析,而不等待来自使用的通信协议的较高层的确认。
因此,本发明的目的是提供一种能进行有效的面向要求的数据传输的通信系统。
此目的利用权利要求1的特征来实现。本发明的通信系统有益地提供在基站与多个可操作移动站之间通过具有可变传输容量的虚拟通信链路进行传送的几种类型的控制数据分组。
有益地,将控制数据分组的类型设计为可包含面向要求的数据传输所必需的消息,这些消息根据其类型与重要性进行分类。因而,可以给纠错装置提供具有变化重要性的相应的控制数据分组,此纠错装置考虑所述重要性。纠错装置的引入允许对传输介质最低的物理层进行非常有效的前向差错控制。
还有,可以有益地根据其内容的重要性来将适合的传输容量分配给控制数据分组的传输。因此,传输容量可以优选地分配给第一类型的控制数据分组与第二类型的控制数据分组。
通过选择控制数据分组的内容,有益地利用小的开销实现高的传输效率。还有,控制数据分组的内容及其长度的选择使得在发送用于控制虚拟通信链路的信息时具有高灵活性与效率。
有益地,第二类型的控制数据分组可以包含分别用于控制虚拟通信链路或虚拟通信信道的不同类型的控制信息。因而,控制数据分组可以为了系统更高的灵活性与效率而保持为很短。用于通过虚连接的数据传输的时隙可以进行预留或利用第二类型的控制数据分组中的时隙预留信号来表示。还有,用于通过虚链路建立通信的信号和/或用于保持通信链路的信号可以被包括在其中。还有,第二类型的控制数据分组可以包含差错控制信号,此信号可以用于对通过此虚链路传送的有效负载数据分组的正确性或不正确性进行传信。
在还一个有益的实施例中,至少为一种类型的控制数据分组传送前向差错控制信号。用于第一类型的控制数据分组的前向差错控制信号有益地呈现比用于第二类型的控制数据分组的前向差错控制信号更大的冗余度,而且,用于第二类型的控制数据分组的前向差错控制信号呈现比用于第三类型的控制数据分组的前向差错控制信号更大的冗余性。因而,不同类型的控制数据分组的重要性也可以利用差错控制来有效地进行寻址。
有益地,第三类型的控制数据分组的长度可以是第二类型的控制数据分组长度的整数倍,从而进一步增加传输效率。
还有,利用控制数据分组的类型及其结构的定义,可以有益地直接执行控制数据分组的分析,而不用等待来自所使用的通信模型的较高层的确认。
在本发明的还一有益实施例中,可以根据OSI参考模型执行通信系统中的数据传输。还有,控制数据分组可以包含MAC协议数据单元,并且可以通过ATM来执行数据传输。
其他有益实施例可通过其他的从属权利要求而变得显而易见。
结合附图可以最佳理解本发明,其中:
图1示意地表示根据本发明的通信系统的一个实施例;
图2A-2C表示第一、第二与第三类型的控制数据分组内容的实施例;
图3示意地表示将两个传输帧的时隙分配给控制数据分组的实施例;
图4表示传输帧与将时隙分配给控制数据分组的又一实施例;和
图5表示随机接入时隙的分配的实施例;
下面结合图1描述本发明的实施例。
图1表示本发明的通信系统,包括两个基站B以及多个移动站M1-Mn。在一个基站B与移动站M1-Mn之间建立虚拟通信链路C1-Cm。每个移动站可以保持至此基站的一条或多条通信链路。
即使图1仅仅表示两个基站B,但本发明的通信系统优选包括多个基站,每个基站与多个移动站以及其他的传输单元连接。
在图1的实施例中,假定在单个频带上利用多路复用技术建立所述通信链路C1-Cm。尽管仅示出一个频带,此通信系统优选使用多个频带,每个频带用于在多路复用操作中为一组移动电话机提供服务。
如引言部分所描述的,本发明的通信系统提供面向要求的通信链路容量给每个相应的移动站,即分配与数据传输所需一样多的传输介质的带宽给相应的通信链路。为了这种面向要求的交换,频带中的数据传输帧被划分为多个时隙,并且每个时隙可以由一个移动站根据要求用于通过相应的虚拟通信链路的数据传输。
面向要求的交换需要用于控制将时隙分别动态地分配给相应的移动电话机与虚拟通信链路的各种控制消息。数据传输的所述控制首先要求有关一个将传输帧划分为时隙的控制指令。例如,这可以包括时隙的开始与结束定时的准确分配,和将哪些时隙用于从移动站M1-Mn至基站B的数据传输、以及将哪些时隙用于从基站B至移动站M1-Mn的数据传输的定义。
因此,提供第一类型S1的控制数据分组,将该控制数据分组通过每条虚链路C1-Cm从基站B发送给多个可操作移动站M1-Mn之中每一个移动站。此第一类型S1的控制数据分组至少包含有关将传输介质划分为时隙的信息或消息,并且该控制数据分组必须由每一个可操作移动站接收并进行分析,以便定义用于数据传输的基本结构。
还有,为了完成面向要求的数据传输,需要具有在基站与相应的移动站M1-Mn之一之间发送的控制信息。例如,这些消息可以是用于控制基站与相应的移动站之间的通信链路的控制指令,或可以包含来自移动站M1-Mn之一的有关时隙的预留请求。
因此,提供第二类型S21-S24的控制数据分组,其中每一个控制数据分组通过虚链路C1-Cm之一进行发送,以用于控制相应的虚连接。
还有,通过虚链路发送有效负载数据分组,以便例如发送语音信号。因此,定义第三类型S3的控制数据分组,其中每一个第三类型的控制数据分组通过虚连接C1-Cm之一进行发送并包含至少一个有效负载数据分组。
在又一实施例中,有可能至少通信链路C1-Cm之一被划分为多个信道,这多个信道例如可以用于根据不同的预定目的发送有效负载数据给相应的移动站。因而,例如,可以在一个信道上发送音频数据,而在另一信道上发送视频数据。在这种情况中,可以相互独立地在每个信道上发送控制数据分组,即,通过每个相应的信道发送第二类型S21-S24的控制数据分组与第三类型S3的控制数据分组。
利用用于面向连接通信的消息的上述划分,主要在第一类型S1的控制数据分组中发送此通信最重要的消息。用于控制基站B与移动站M1-Mn之一之间的虚连接的控制信息具有较小的重要性,这是因为它只涉及一个单个移动站M1-Mn并且这种类型的控制信息在第二类型S21-S24的控制数据分组中进行发送。在保持通信系统内的数据通信方面,有效负载数据分组是最不重要的信息并在第三类型S3的控制数据分组中进行发送。
根据重要性来对消息分组和利用相应类型的控制数据分组传输特定重要等级的消息的概念,允许根据重要性提供措施来保证发送信息的正确接收。
显然,有关传输介质的基本结构的信息具有最高的重要性,如果不能获得此信息,则不能完成基站B与移动站M1-Mn之一之间的数据传输。因此,在本发明的又一实施例中,可以与第一类型S1的控制数据分组相关地发送前向差错控制信号,从而使接收站(即,移动站M1-Mn)能纠正传输差错。优选地,与第一类型S1的控制数据分组相关联地发送前向差错控制信号,这相对发送数据提供大的冗余度,以便以最高的概率允许可能需要的纠错。
如上所述,第二类型S21-S24的控制数据分组用于建立数据通信链路或用于保持基站B与移动站M1-Mn之间的连接。由于需要一个不受干扰的连接,对于第二类型S21-S24的这些控制数据分组,可以有益地发送前向差错控制信号,以便也能对这些控制数据分组进行纠错。如上所述,由于第二类型S21-S24的控制数据分组的重要性对于保持通信系统中的数据传输而言具有比第一类型S1的控制数据分组较小的重要性,所以对前向差错控制信号具有较低的要求。因而,可以与第二类型S21-S24的控制数据分组相关联地发送前向差错控制信号,此前向差错控制信号呈现比第一类型S1的控制数据分组的前向差错控制信号低的冗余度。
第三类型S3的控制数据分组具有用于完成通信系统中数据传输的最低的重要性,以致可以给这些控制数据分组提供呈现比第一类型S1的控制数据分组与第二类型S21-S24的控制数据分组的前向差错控制信号相对低的冗余度的前向差错控制信号。
因此,可以在考虑被包含在相应控制数据分组中的信息的重要性的情况下,给每个控制数据分组提供用于前向差错控制的专门设计的机制。
优选地,给每个控制数据分组提供前向差错控制信号,然而,为了增加通信系统的传输效率,有可能不提供所有类型S1;S21-S24;S3的控制数据分组。
同样也优选的是,前向差错控制信号的提供考虑了预期的通信链路的误码率,即,对于具有较低误码率的通信链路可以相应地减少前向差错控制信号的冗余度,即,使得用于纠正传输差错的能力能适应于传输介质的传输质量,从而使传输系统的效率最优化。
在本发明的又一实施例中,可以根据ATM(异步传送模式)执行通信系统中的数据传输。还有,可以根据OSI参考模型执行数据传输。如引言部分中所述的,ATM覆盖OSI参考模型中的至少链路层与物理层部分。在这种情况中,所述控制数据分组是已在引言部分中描述的协议数据单元PDU。利用三种类型的协议数据单元,可以定义灵活而有效的MAC协议。
利用为了保持面向连接的通信而对消息进行划分的上述概念,可以容易地对OSI参考模型的物理层执行前向差错控制,这使效率有显著的增加。
还有,控制数据分组内容的选择由于每个控制数据分组中低的开销而提供了高的传输效率。而且,具有可能不同内容的第二类型S21-S24的所述短的控制数据分组允许控制数据得到灵活而有效的传输。
在下面,结合图2A-2C描述本发明的通信系统的其他实施例。
图2A-2C表示第一、第二与第三类型S1;S21-S24;S3的控制数据分组的实施例。如已结合图1所述的,所述控制数据分组包含用于执行通信系统中面向要求的通信所需的消息。在下面,描述用于对这些消息分组的优选实施例。
定义下面的六个组:
1) 有关使用多路复用技术利用多个时隙在频带中建立多个通信链路C1-Cm和/或信道的传输帧的基本结构的消息。这些消息必须在每次传输开始时从基站发送给每个可操作移动站M1-Mn。每个可操作移动站必须接收和分析这些消息,这是因为如果不知道传输帧的结构,基站与移动电话机之间受控的数据传输是不可能的。显然,这些消息具有最高的重要性并且在此意义上对于传输差错非常敏感。因此,最好与这种类型的消息相关发送用于前向差错控制的数据,以使接收站能纠正差错。最好用于前向差错控制的信号提供特别良好的差错控制的基础。
2) 第二消息组是标题消息,用于识别虚拟通信链路C1-Cm。如果虚拟通信链路划分为多个虚信道,这些虚信道也可以在标题消息中进行识别。如果从可操作移动站M1-Mn之一中发送此组消息给基站B,此组消息也可以包含此基站的识别信号。因而,在多个基站位于接收来自此移动站的信号的区域中时,能保证选择对应于此虚拟通信链路的基站。还有,此组消息可以包含用于移动站M1-Mn的识别信号,以保证这些消息仅仅通过一条虚拟通信链路/信道发送给相应的移动站。优选地,可以在控制数据分组的开头发送这些消息,以便识别发送机与接收机。也可以在整个序列的控制数据分组的开头发送这些消息,于是只定义发送机与接收机一次,这可以用于增加通信系统中通信的效率。
3) 用于面向要求的通信的第三组消息是控制虚拟通信链路/信道的消息。此组消息用于为可操作移动站M1-Mn与基站B之间的数据传输准备通信链路/信道,并且可以用于保持通信链路/信道。最好此组消息仅通过基站与相应的移动站之间的一条虚拟通信链路/信道进行发送。
4) 用于面向要求的通信的第四组消息是包含移动站M1-Mn的预留请求的消息。这些消息通常从移动站发送给基站B并包含一个用于将传输帧内某些时隙预留给相应移动站的请求。最好可以通过组1的消息将传输帧中特定的时隙提供给此组消息。
5) 用于面向要求的通信的第五组消息是差错控制消息。这些消息用于控制可靠的数据传输。最好在基站B与移动站M1-Mn之间发送这些消息。例如,利用这些消息,可以对数据接收的正确性与不正确性进行传信。例如,这分别允许接收站删除为安全原因而存储的数据,并用于启动数据的重新发送。
6) 用于面向要求的通信的第六组消息包含有效负载数据分组。
如上面已描述的,组1)的消息对差错特别敏感,而组2)-5)的消息呈现对差错的中度敏感性,并且组6)的消息对差错呈现最低的敏感性。因此,最好利用不同的差错控制选择方案来发送相应组1)-6)的消息。
在下面,将结合图2A-2C来描述将消息如此划分为第一、第二与第三类型S1;S21-S24;S3的控制数据分组的实施例。
初始地,将结合图2A描述第一类型S1的控制数据分组的实施例。
第一类型S1的控制数据分组通过所有虚拟通信链路从基站发送给每个可操作移动站M1-Mn并包含传输帧的基本结构。因此,第一类型S1的控制数据分组主要包含组1)的用于完成面向通信的通信的消息。第一类型S1的控制数据分组例如能用于将传输帧划分为用于从基站至移动站的下行链路传输的时隙、和用于从移动站至基站的上行链路传输的时隙。而且,第一类型S1的控制数据分组分别包含用于识别基站B或移动站M1-Mn的识别信号。此识别信号可以用于通知可操作移动站M1-Mn:将要建立起至此基站B的虚拟通信链路。除了图2A所示的信号之外,也可以利用第一类型S1的控制数据分组来发送一个检查和以便执行检错。
在其他实施例中,如果本发明的通信系统利用ATM发送数据,则第一类型S1的控制数据分组特别包含有关MAC帧结构的消息。
在下面,结合图2B描述第二类型S21-S24的控制数据分组可能的内容。
第二类型的控制数据分组最好具有恒定长度,然而,这些控制数据分组可以包含不同的消息。如上所述,第二类型S21-S24的控制数据分组包含有关特定虚拟通信链路C1-Cm或特定通信信道的控制信息。第二类型S21-S24的控制数据分组最好都具有相同的长度并可以根据要求单个地或顺序地进行发送。在图2B的实施例中,将第二类型的控制数据分组的四种类型定义为:标题控制数据分组S21、链路控制数据分组S22、预留控制数据分组S23与差错控制数据分组S24。
标题控制数据分组S21可以至少包括用于表示要发送的控制数据分组序列的序列信息。标题控制数据分组S21因此可以主要包含组2)的用于完成面向要求的通信的消息。在控制数据分组序列的开头,可以利用标题控制数据分组S21发送有关发送机与接收机的信息一次,于是对于随后的控制数据分组不要求此信息。
链路控制数据分组S22可以至少包含用于通过通信连接或信道建立有效负载数据通信的消息并可以包含用于保持所述连接或信道的消息。可以利用这些消息分别建立有效负载数据的传输和保持通信连接或信道。链路控制数据分组S22可以主要包含组3)的消息。
如果此通信系统根据ATM发送数据,则可以发送涉及MAC/LLC层(介质接入控制/逻辑链路控制)的消息。
预留控制数据分组S23可以至少包含由移动站用于预留时隙的预留信号。这些控制数据分组通常通过上行链路从一个移动站发送给基站B。预留控制数据分组S23可以特别包含组4)的消息。
如果根据ATM方法完成数据传输,MAC传输帧中专用时隙可以预留给这些控制数据分组。
差错控制数据分组S24可以至少包含用于控制与保证可靠的数据传输的差错控制信号。有益地,组5)的消息可以被包括在差错控制数据分组中。最好通过根据重要性考虑控制数据分组,以便有可能利用差错控制数据分组来执行对控制数据分组的合适的差错控制。
在下面,将结合图2C描述第三类型S3的控制数据分组。
每个所述控制数据分组均包含用于实际数据传输的有效负载数据信元。除了有效负载数据信元控制之外,这种类型的数据分组还包含有关相应的通信链路或与此通信链路相关的通信信道的消息。
在通信系统根据ATM来执行数据传输时,有效负载数据分组信元是ATM信元。因此,第三类型S3的控制数据分组优选地包含组6)与2)的消息。控制数据分组也可以包含用于表示有效负载数据分组的顺序的顺序号。顺序号(在ATM方法中为ARQ号码)支持接收站建立有效数据分组的正确顺序。
如已经结合第一类型S1的控制数据分组所描述的,所有其他的控制数据分组也可以包含用于执行差错检测的检查和。在ATM的情况中,这可以是CRC检查和。注意,控制数据分组的实施例仅构成一些示例,控制数据分组不必一定要包含所示的消息而可以包含其他的消息。
通过根据重要性对用于使用多路复用方法完成面向要求的无线通信的消息进行分组并通过在第一、第二或第三类型S1;S21-24;S3的控制数据分组中发送所述分组的消息,容易对物理层执行适配的前向差错控制。即,可以与所述控制数据分组相关联地发送前向差错控制信号,这些前向差错控制信号具有对应于相应控制数据分组的重要性的冗余度。
控制数据分组的准确定义的内容允许接收站上例如使用硬件来立即分析控制数据分组,而不要求对特定控制数据分组的各部分进行初始分析。因而,如果根据分层的通信模型执行传输,则接收站B;M1-Mn可以利用解码器来分析控制数据分组S1;S21-S24;S3,而不必等待来自此通信模型较高层的输入,从而能够进行有效的数据传输。
因而在OSI参考模型的情况中,在接收到控制数据分组时不要求等待MAC层的应答。
在下面,将结合图3描述传输帧中控制数据分组的传输的实施例。
在图3中,示出两个传输帧,每个传输帧划分为多个时隙。还有,这些传输帧划分为下行链路区域DL与上行链路区域UL,其中分别从基站B中发送数据给移动站M1-Mn并从这些移动站中发送数据给此基站。图3表示用于传输帧内控制数据分组的传输的一个实施例。在一个传输帧的开头,必须发送第一类型S1的控制数据分组,以便定义时隙、上行链路区域UL与下行链路区域DL中相应传输帧的基本结构。在第一类型S1的控制数据分组之后是下行链路区域DL中任意数量的第二类型S21-S24的控制数据分组,再之后是任意数量的第三类型S3的控制数据分组。
由于已经利用第一类型S1的控制数据分组的初始传输来确定传输帧的结构,所以不必在下行链路区域DL之后的上行链路区域UL内发送第一类型的另一控制数据分组。相反地,立即可以发送任意的第二与第三类型的控制数据分组序列。在此示出了其后为多个第三类型S3的控制数据分组的该第二类型S21-S24的一个控制数据分组序列。
最好第三类型S3的控制数据分组具有是第二类型S21-S24的控制数据分组长度的整数倍的长度,以便能够进行有效的数据传输。
在图3右侧的随后一个传输帧中,重复基本上相同的结构,然而,除了其中必须发送第一类型S1的控制数据分组的传输帧的开头之外,可以发送任意的控制数据分组序列。
对于每一个链路区域DL;UL,示出了适于发送的单个移动站的控制数据分组序列。然而,在另一实施例中,可以在每一个链路区域DL;UL内以与连接或信道相关的控制数据分组块的形式或以交错的方式发送多个移动电话机的控制数据分组序列。
在下面,将结合图4描述用于传输帧中控制数据分组传输的另一
实施例。
在此传输帧的开头发送的第一类型的控制数据分组定义了此传输帧的结构。这包括上行链路区域UL与下行链路区域DL。
在图4中,在此传输帧开头的传输周期表示为灰色阴影,并在此周期内发送第一类型S1的控制数据分组,它定义此传输帧的控制数据分组。下行链路区域的后续时隙预留给从基站B至移动站M1-Mn之一的传输。这些预留时隙可以用于基站B与可操作移动站之间的控制信息的传输。下行链路传输区域之后的上行链路传输区域的时隙预留给从可操作移动站至基站的传输。
可以提供任意的随机接入时隙(未示出),这些时隙不预留给基站与一个可操作移动站之间的传输。移动站在这些随机接入时隙内可以根据需要发送数据,因而这些移动站可以进行至基站的数据传输。
在上行链路传输区域的开头,以阴影示出几个时隙。这些时隙可以用作随机接入时隙,在这些时隙中移动站可以在需要时发送信息,因而这些移动站可以进行传输。例如,一个移动站可以发送通信请求等给基站。可以给任意数量的随机接入时隙提供传输帧内的任意位置。
在随后的下行链路传输区域中,可以在第一预留时隙中将例如结合图2B描述的标题控制数据分组按其原样发送给移动站Ma。此移动站Ma可以是连到此基站的任意一个移动站。在随后的时隙中,发送差错控制数据分组给此移动站Ma以用于差错控制。随后发送第三类型S3的控制数据分组给此移动站Ma。
可以发送任意数量或序列的控制数据分组。然而,有益地,在用于移动站Ma的引导标题控制数据分组S21中,定义了第二类型S22-S24的控制数据分组与第三类型S3的控制数据分组的一个后续序列,这允许非常有效的数据传输。而且,利用这些控制数据分组,可以分配非常准确的信道容量给相应的连接或信道。
在又一时隙序列中,以预留的时隙作为开始,发送标题控制数据分组S21给可以是任意移动站M1-Mn之一的移动站Mb。有益地,还可以再定义:发送哪个序列的控制数据分组给移动站Mb。在所示的实施例中,发送差错控制数据分组S24的序列。随后,发送第三类型S3的控制数据分组序列。这里,也可以发送任意序列的控制数据分组。
接着,能预留时隙给其他的移动站,然而,在本示例中仅仅假定出现两个移动站。
下行链路传输区域DL之后是用于从移动站M1-Mn至基站B的传输的上行链路传输区域UL。时隙预留给特定的移动站。最初,在第一时隙中,从可以是任意的可操作移动站M1-Mn之一的移动站Mx中发送标题控制数据分组S21给基站B。随后发送预留控制数据分组S23的序列,以便控制建立连接或保持连接。这之后发送差错控制数据分组S24的序列,用于实现差错控制。接着,发送包含有效负载信息的控制数据分组S3的序列。
在从移动站Mx发送消息之后,以类似方式从移动站My发送控制数据分组,移动站My也可以是连到基站B的任意的可操作移动站M1-Mn之一。
如上所述,最好根据容量要求动态地完成用于有关特定通信链路或信道的控制数据分组传输的时隙的分配。还有,最好在分配时隙给第三类型S3的控制数据分组之前分配时隙给第二类型S21-S24的控制数据分组。
在下面,结合图5描述预留时隙的实施例。图5表示称为随机接入时隙的三个序列的预留时隙,其每个序列具有两个预留时隙。连到基站的所有移动站M1-Mn可以在这些时隙内进行数据传输。在图5中,示出已结合图2描述的用于控制数据分组的传输的示例。
图5左边的随机接入时隙对包含具有有关移动站Mx的序列信号与预留控制数据分组S23的标题控制数据分组S21的序列,如已经结合图2B所述的那样。因而,可以将组2)与组4)的用于保持面向要求的通信的消息包含在内。
在中间的实施例中,示出具有用于移动站Mx的标题控制数据分组S21与差错控制数据分组S24序列的一对随机接入时隙。此序列的控制数据分组因而可以包含例如组2)与5)的用于完成面向要求的通信的消息,以便发送序列消息或差错控制信号。
图5右边的随机接入时隙对表示标题控制数据分组S21与通信控制数据分组S22的序列。因而,可以发送用于建立通信或保持通信的组2)与3)的消息。
因为仅发送一次所包含的消息,所以在所示的控制数据分组序列的开头发送标题控制数据分组S21就可以使数据传输效率得到提高。
Claims (19)
1、一种通信系统,用于发送多个有效负载数据分组,包括:
基站(B);
多个可操作移动站(M1-Mn);
在基站(B)与这多个可操作移动站(M1-Mn)之间建立的具有可变传输容量的虚连接(C1-Cm),每条通信链路占用用于数据传输的无线信道的时隙;
其特征在于
第一类型(S1)的控制数据分组,其中每一个数据分组通过每个虚连接(C1-Cm)从基站(B)发送给这多个可操作移动站(M1-Mn)之中每一个移动站,并至少包含有关将此无线信道划分为时隙的信息;
用于控制此虚连接的第二类型(S21-S24)的控制数据分组,其中每一个数据分组通过虚连接(C1-Cm)之一来发送;和
第三类型(S3)的控制数据分组,其中每一个数据分组通过虚连接(C1-Cm)之一进行发送并包含至少一个有效负载数据分组。
2、根据权利要求1的系统,其特征在于,通过虚连接(C1-Cm)发送的第二类型的控制数据分组构成至少包含时隙分配信号的标题控制数据分组(S21),该时隙分配信号用于表示将时隙分配给通过此虚连接的控制数据分组的传输。
3、根据权利要求1的系统,其特征在于,通过虚连接(C1-Cm)发送的第二类型的控制数据分组构成至少包含用于建立通信的信号或用于保持通信的信号的连接控制数据分组(S22)。
4、根据权利要求1的系统,其特征在于,通过虚连接(C1-Cm)发送的第二类型的控制数据分组构成至少包含有关将预留给此虚连接的时隙数量的消息的预留控制数据分组(S23)。
5、根据权利要求1的系统,其特征在于,通过虚连接(C1-Cm)发送的第二类型的控制数据分组构成包含差错控制信号的差错控制数据分组(S24),该差错控制信号至少用于表示通过此虚连接发送的控制数据分组的正确性或不正确性。
6、根据权利要求1的系统,其特征在于,与第一类型(S1)的控制数据分组、第二类型(S21-S24)的控制数据分组或第三类型(S3)的控制数据分组相关联地来发送前向差错控制信号,其中用于第一类型(S1)的控制数据分组的前向差错控制信号呈现等于或大于用于第二类型(S21-S24)的控制数据分组的前向差错控制信号冗余度的冗余度,并且用于第二类型(S21-S24)的控制数据分组的前向差错控制信号呈现等于或大于用于第三类型(S3)的控制数据分组的前向差错控制信号冗余度的冗余度。
7、根据权利要求1的系统,其特征在于,根据此系统的负载,将大于用于第三类型(S3)的4个控制数据分组的传输容量分配给第二类型(S21-S24)的控制数据分组。
8、根据权利要求1的系统,其特征在于,将至少一个虚连接(C1-Cm)分成多个信道,并且第二类型(S21-S24)的控制数据分组控制这些虚信道。
9、根据权利要求1的系统,其特征在于,第三类型(S3)的控制数据分组包括用于虚连接(C1-Cm)和/或其相应虚信道的识别信号。
10、根据权利要求1的系统,其特征在于,第一类型(S1)的控制数据分组包括用于识别基站(B)的信号。
11、根据权利要求1的系统,其特征在于,第三类型(S3)的控制数据分组的长度具有等于第二类型(S21-S24)的控制数据分组长度的整数倍的长度。
12、根据权利要求1的系统,其特征在于,第一类型(S1)的控制数据分组和/或第二类型(S21-S24)的控制数据分组包含用于虚信道和/或虚连接(C1-Gm)和/或基站(B)的识别信号。
13、根据权利要求1的系统,其特征在于,第三类型(S3)的控制数据分组包含顺序号信号,用于表示有效负载数据分组的年月时间顺序。
14、根据权利要求1的系统,其特征在于,
根据分层的通信模型来完成数据传输,和
在接收站(B;M1-Mn)上设置了一个用于直接分析控制数据分组(S1;S21-S24;S3)而不必等待来自此通信模型较高层的输入的解码器。
15、根据权利要求1的系统,其特征在于,根据OSI参考模型执行数据传输。
16、根据权利要求1的系统,其特征在于,第一、第二与第三类型的控制数据分组包含MAC协议数据。
17、根据权利要求1的系统,其特征在于,利用ATM(异步传送模式)来完成数据传输。
18、根据权利要求1的系统,其特征在于,第一类型(S1)的控制数据分组定义无线信道的MAC(介质接入控制)时隙帧结构。
19、根据权利要求1的系统,其特征在于,第二类型(S21-S24)的控制数据分组包括用于控制虚连接(C1-Cm)和/或虚信道的MAC控制数据。
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PB01 | Publication | ||
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C14 | Grant of patent or utility model | ||
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Granted publication date: 20040114 Termination date: 20141023 |
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EXPY | Termination of patent right or utility model |